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所謂“pH”,又名“酸堿度”,即“氫離子濃度指數”,是溶液中氫離子活度的一種標度,也就是通常意義上溶液酸堿程度的衡量標準。因此pH的測定必須在水溶液中進(jìn)行才比較有意義。但土壤的常態(tài)并不是溶液,因此,了解土壤pH的測定方法是非常有必要的。下文基于unisnese pH微電極檢測土壤PH,具體步驟如下:
電極法
利用玻璃電極及參考電極,測定水樣中電位變化,可決定氫離子活性,而以氫離子濃度指數(pH)表示之(于25℃,理想條件下,氫離子活性改變10倍,即改變一個(gè)pH單位,電位變化為59.16mV)。通常所說(shuō)的pH計(圖1)測定就是最常見(jiàn)的電極測定法。
pH計是一種測量溶液pH值的儀器,它通過(guò)pH選擇電極(如玻璃電極)來(lái)測量出溶液的pH值。良好的pH計可得精密度為±0.02,準確度為±0.05。其測定過(guò)程為:將電極沖洗拭干后置入水樣中,以磁石攪拌,待穩定后讀取pH值并記錄溫度。
該方法在測定時(shí)要注意以下幾個(gè)方面:
(1)每更換水樣均應先將電極淋洗干凈并拭干;
(2)每隔一段時(shí)間應用標準緩沖液對pH計進(jìn)行校正(或依照制造商提供之儀器操作手冊之說(shuō)明來(lái)校正),校正后的pH計有效使用期限一般為四個(gè)星期;
(3)溫度影響電極電位和水的電離平衡,溫度補償器、標準緩沖液、待測液溫度要一致。
(4)每批樣品量測前必須先校正;連續量測十個(gè)樣品后,須再量測校正液確保穩定性。
在測定土壤的pH時(shí),由于土壤常態(tài)下是固體,無(wú)法直接用以上兩種方法進(jìn)行測量,需要進(jìn)行處理后再測定,因此,測定土壤pH時(shí)一般先制成土壤浸出液再行測定。在制作土壤浸出液時(shí)要注意如下問(wèn)題:
(1)土水比的影響:一般土壤懸液愈稀,測得的pH愈接近于7,尤以堿性土的稀釋效應較大。為了便于比較,測定pH的土水比應當固定。經(jīng)試驗,采用1∶1的土水比,堿性土和酸性土均能得到較好的結果,酸性土采用1∶5和1∶1的土水比所測得的結果基本相似,故建議堿性土采用1∶1或1∶2.5土水比進(jìn)行測定。
(2)蒸餾水中CO2會(huì )使測得的土壤pH偏低,故應盡量除去,以避免其干擾。endprint
(3)待測土樣不宜磨得過(guò)細,宜用通過(guò)1mm篩孔的土樣測定。
注意到這些問(wèn)題后,一般土壤浸出液的制作方法為:稱(chēng)取通過(guò)2mm孔徑篩的風(fēng)干試樣20g(精確至0.1g)于50ml高型燒杯中,加去除CO2的水20mL,以攪拌器攪拌1min,使土粒充分分散,放置30 min后進(jìn)行過(guò)濾,其濾液即可用于測定(若土壤浸出液的pH<7時(shí),應改用1mol/L的氯化鉀溶液代替去除CO2的水進(jìn)行制作)。
制成土壤浸出液后,即可按需要采用以上介紹的電極法和pH指示劑法進(jìn)行測定。
其他方法:
(1)測細泥糊狀物pH值
將足夠量的蒸餾水加到土壤樣品中攪成很細的糊狀物,放置5分鐘插入pH計,經(jīng)過(guò)15-20秒后讀取儀器示值。注意在兩次測量之間要充分洗滌電極。
(2)水分飽和的土壤糊狀物pH值
在土壤樣品中加入少量蒸餾水,用刮勺攪動(dòng)混成水分飽和的土壤糊狀物,使其均勻,然后在專(zhuān)用的器皿中輕輕敲打糊狀物,直至這種糊狀物能夠反射光線(xiàn)以及稍能流動(dòng)。當將器皿翻轉過(guò)來(lái)時(shí)糊狀物應能自由滑出,如有粘附可用刮刀將其刮凈。將糊狀物放置1小時(shí)以上,再檢查一次樣品的水分飽和程度(按照上述方法)。
在放置過(guò)程中樣品表面不應有游離水分出現,糊狀物也不應顯著(zhù)變硬或失去光澤,如果樣品變硬或失去光澤,應添加水重新混合,如果糊狀物太潮濕則應添加一些干燥的土壤。
樣品制備后,將電極插入糊狀物內不斷升高或降低電極的位置直至獲得重現的pH讀數為止。
以上方法都可以進(jìn)行測定,但對于同一樣品不同方法所得數據稍有較大差異,因此在給出土壤pH值時(shí)應指明所采用的測定方法。
pH計測定的方法精確度好,但土壤浸出液的制作較為煩瑣。那么有沒(méi)有更為便捷的方法?
下面推薦使用Unisense pH微電極,其具有很高的精度,能無(wú)損測量多種生物和環(huán)境類(lèi)樣品。應用了unisense的pH微電極,所使用的pH微電極尖端直徑都為10微米,將微電極與剖面顯微鏡聯(lián)用使用,應用微電極測試了土壤體內的不同深度位置區域的pH的濃度分布情況,從而實(shí)現了對于土壤內部pH的原位測試。